CN104028134B - 一种文丘里混合器 - Google Patents

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一种新型文丘里混合器，包括前段、后段以及将前段和后段同轴连通的中间段，前段包括依次连通的主流流入管道、收缩段和喉部前半部分，后段包括依次连通的喉部后半部分、扩散段和主流流出管道，中间段包括连接在喉部前半部分外周面的变直径连接结构前段、连接在喉部后半部分外周面的和喉部后半部分间留有空间的连接结构后段以及连通喉部前半部分和喉部后半部分的内连接管，内连接管上沿主流流动方向开有三排锥形孔，通过喉部后半部分插入连接结构后段内的深度不同调节引入流体的流量；本发明提高了引入流体与主流流体的混合均匀性，且混合流体组分可控性提高。

Description

一种文丘里混合器
技术领域
本发明涉及一种文丘里混合器，具体涉及一种新型文丘里混合器。
背景技术
文丘里混合器作为一种重要的气液或液液混合装置，在工程实际中有着广泛的应用。常见的文丘里混合器由一个经典文丘里管和设置在喉部侧面的引入管组成，主流流体由经典文丘里管内流过，引入流体经引入管流入，利用压强差将引入流体引入并与主流流体进行掺混。由于引入管沿着文丘里管喉部的径向单侧布置，所以从引入管流入的流体不能与主流流体充分混合，从而影响文丘里混合器的混合效果。同时，由于混合流体扰动强度小，不能对引入流体的流量和引入流体的位置进行调节，则容易造成混合流体的组分难以控制和混合效率低等问题。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种新型文丘里混合器，提高了引入流体与主流流体的混合均匀性，且混合流体组分可控性提高。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种新型文丘里混合器，包括前段、后段以及将前段和后段同轴连通的中间段，所述前段包括依次连通的主流流入管道1、收缩段2和喉部前半部分3，所述后段包括依次连通的喉部后半部分7、扩散段8和主流流出管道9，所述中间段包括连接在喉部前半部分3外周面的变直径连接结构前段4、连接在喉部后半部分7外周面的和喉部后半部分7间留有空间的连接结构后段6以及连通喉部前半部分3和喉部后半部分7的内连接管5，所述喉部前半部分3插入连接结构前段4内并固定，所述喉部后半部分7插入连接结构后段6内且插入深度可调，所述连接结构前段4和连接结构后段6连接处的上部和下部分别设置有上部引入管道10和下部引入管道20，所述连接结构前段4和连接结构后段6的内壁以及喉部前半部分3、喉部后半部分7和内连接管5的外壁围成环形空间11，所述内连接管5上沿主流流动方向开有三排锥形孔，分别为第一排锥形孔14、第二排锥形孔15和第三锥形孔16，所述内连接管5一端插入喉部前半部分3内，并且三排锥形孔中的孔不能被喉部前半部分3覆盖，所述内连接管5另一端插入喉部后半部分7内，通过喉部后半部分7插入连接结构后段6内的深度不同，即喉部后半部分7覆盖三排锥形孔数量的多少调节引入流体的流量。
所述第一排锥形孔14、第二排锥形孔15和第三锥形孔16间互相成120°且每排有4个锥形孔，同一圆周方向的三个锥形孔形成对冲，计4组对冲。
所述内连接管5由依次连通的收缩段17、直管段18和扩散段19构成。
所述内连接管5根据需要设计成不同壁厚。
所述收缩段17和扩散段19的倒角相同或不同。
所述喉部前半部分3和连接结构前段4通过螺栓连接。
所述连接结构前段4和连接结构后段6通过螺栓连接。
所述前段和后段均为回转体。
和现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明新型文丘里混合器能够有效调整混合流体的混合比，避免混合不均的现象出现；所有的组成部件均为回转体，加工方便；前段、中间段、后段之间为套装连接，加工时使部件轴心位于同一位置，套装时能够自动对心，组装方便；根据喉部后半部分插入连接结构后段的深度可以调节引入流体的引入孔数，从而调节引入流体的引入流量，改变组分配比，改善混合效果，增加了同一文丘里混合器的适用范围，同时还调整了喉部长度，改变流体的扰动程度，提高了文丘里混合器的混合效率；中间段的内连接管由收缩段、直管段和扩散段构成，可以看成另一个文丘里管，可以增强扰动，强化混合效果；中间段的内连接管在圆周方向上开有锥形孔，此锥形管可以相当于一个渐缩孔，增加了引入流体的流速，同时，每排锥形孔之间互成120度，使3排锥形孔的引入流体在喉部中心互相对冲和撞击，增强了引入流体的扰动，提高了引入流体与主流流体的混合效果；中间段的内连接管可以设计成不同壁厚，通过改变内连接管的壁厚，达到改变内连接管所形成的文丘里混合器喉口直径的目的，进而改变主流流体的流速，于是进一步提高主流流体和引入流体的混合效果；中间段的内连接管的收缩段和扩散段的倒角可以设计成不同角度，通过分别或同时改变内连接管的收缩段和扩散段的收缩角和扩散角，相当于分别或同时改变一个文丘里混合器的收缩角或扩散角，从而可以改变扰动混合程度，改善混合效果。
附图说明
图1为本发明新型文丘里混合器的外部结构示意图。
图2为本发明新型文丘里混合器的剖面图。
图3为图1的左视剖面图。
图4为图1的中间段连接结构上部的局部剖面图。
图5为本发明新型文丘里混合器的中间段内连接管中引入流体的扰流示意图
图6为本发明新型文丘里混合器的中间段连接结构前段的示意图。
图7为图6的俯视图。
图8为图6的左视图。
图9为本发明新型文丘里混合器的中间段连接结构后段的示意图。
图10为图9的仰视图。
图11为图9的右视图。
图12为本发明新型文丘里混合器的中间段内连接管的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示，本发明一种新型文丘里混合器，包括前段、后段以及将前段和后段同轴连通的中间段，所述前段包括依次连通的主流流入管道1、收缩段2和喉部前半部分3，所述后段包括依次连通的喉部后半部分7、扩散段8和主流流出管道9，所述中间段包括连接在喉部前半部分3外周面的变直径连接结构前段4、连接在喉部后半部分7外周面的和喉部后半部分7间留有空间的连接结构后段6以及连通喉部前半部分3和喉部后半部分7的内连接管5，所述喉部前半部分3插入连接结构前段4内并固定，所述喉部后半部分7插入连接结构后段6内且插入深度可调，所述连接结构前段4和连接结构后段6连接处的上部和下部分别设置有上部引入管道10和下部引入管道20，所述连接结构前段4和连接结构后段6的内壁以及喉部前半部分3、喉部后半部分7和内连接管5的外壁围成环形空间11，所述内连接管5上沿主流流动方向开有三排锥形孔，分别为第一排锥形孔14、第二排锥形孔15和第三锥形孔16，所述内连接管5一端插入喉部前半部分3内，并且三排锥形孔中的孔不能被喉部前半部分3覆盖，所述内连接管5另一端插入喉部后半部分7内，通过喉部后半部分7插入连接结构后段6内的深度不同，即喉部后半部分7覆盖三排锥形孔数量的多少调节引入流体的流量。
如图3所示和图5，作为本发明的优选实施方式，所述第一排锥形孔14、第二排锥形孔15和第三锥形孔16间互相成1200且每排有4个锥形孔，同一圆周方向的三个锥形孔形成对冲，其中第一组相互对冲的锥形孔是第一排锥形孔14、第二排锥形孔15和第三锥形孔16的第一个锥形孔组成的，以此类推，形成4组对冲，使得引入流体能从圆周的三个不同方向流入并对冲,使引入流体的射流能和主流流体充分混合，有效地增加了混合的均匀性。
所述后段的喉部后半部分7插入中间段的连接结构后段6的深度能够根据需要进行调整，通过改变喉部后半部分7插入连接结构后段6的深度，可以改变内连接管5的第一排锥形孔14、第二排锥形孔15和第三锥形孔16的引入孔数，从而改变内连接管5的第一排锥形孔14、第二排锥形孔15和第三锥形孔16中引入流体的流量，即随着后段的喉部后半部分7插入中间段的连接结构后段6的深度增加，一部分内连接管5的第一排锥形孔14、第二排锥形孔15和第三锥形孔16的4组相互对冲的锥形孔将逐渐被喉部后半部分7所覆盖，开始覆盖第四组相互对冲的锥形孔，剩余3组相互对冲的锥形孔引入流体，最终最多可以覆盖3组相互对冲的锥形孔，剩余1组相互对冲的锥形孔引入流体，以减少引入流体的流量，同时，随着喉部后半部分7从中间段连接结构后段6中拉出的长度增加，开始首先有1组相互对冲的锥形孔引入流体，其余3组相互对冲的锥形孔被喉部后半部分7所覆盖；随后2组相互对冲的锥形孔引入流体(另2组相互对冲的锥形孔被覆盖)；3组相互对冲的锥形孔引入流体(另1组相互对冲的锥形孔被覆盖)；最终4组相互对冲的锥形孔全部引入流体，以增加引入流体的流量，因此，喉部后半部分7可以在中间段连接结构后段6内往复运动，从而可以调节引入流体流量与主流体流量的配比，以达到理想的混合效果。同时，若不需要流体混合，仅需要主流流体，则可以将4组对冲结构均覆盖，无引入流体引入，该混合器相当于仅流过主流流体的通道。
如图12所示，作为本发明的优选实施方式，所述内连接管5由依次连通的收缩段17、直管段18和扩散段19构成。可以看成另一个文丘里管，增强了文丘里混合器的扰动效应，并且该内连接管5可以设计成不同壁厚，通过改变内连接管5的壁厚，相当于改变内连接管5所形成的文丘里混合器的喉口直径，进一步改变主流流体的流速及静压，改善混合效果。同时，该内连接管5的收缩段17和扩散段19的倒角可以设计成不同角度，相当于分别或同时改变内连接管5的收缩段17和扩散段19的收缩角和扩散角，从而可以改变扰动程度，提高主流流体和引入流体的混合效果。
作为本发明的优选实施方式，所述喉部前半部分3和连接结构前段4通过螺栓连接。如图1所示，连接结构前段4通过八个螺钉固定在喉部前半部分3上，其中喉部前半部分3上八个螺钉孔12中相邻两个螺钉孔之间互成45度。
作为本发明的优选实施方式，所述连接结构前段4和连接结构后段6通过螺栓连接。如图3、图4和如图8所示，本实施例采用六个螺栓连接在一起，其中六个螺栓孔13中的相邻两个螺栓孔互成60度，而且在连接结构前段4和连接结构后段6连接处的上部和下部分别设置有上部引入管道10和下部引入管道20，该上部引入管道10和下部引入管道20可以将引入流体引入到中间过渡区间，该中间过渡区间即连接结构前段4、连接结构后段6、内连接管5、喉部前半部分3和喉部后半部分7围成的环形空间11，然后引入流体通过第一排锥形孔14、第二排锥形孔15和第三锥形孔16引入到内连接管5的直管段18的内部，与主流流体进行均匀混合。
如图3和如图6至图11所示，作为本发明的优选实施方式，所述前段和后段均为回转体，加工方便而且安装的时候能够以任何角度与中间段进行配合。

Claims (8)

1.一种文丘里混合器，其特征在于：包括前段、后段以及将前段和后段同轴连通的中间段，所述前段包括依次连通的主流流入管道(1)、收缩段(2)和喉部前半部分(3)，所述后段包括依次连通的喉部后半部分(7)、扩散段(8)和主流流出管道(9)，所述中间段包括连接在喉部前半部分(3)外周面的变直径连接结构前段(4)、连接在喉部后半部分(7)外周面的和喉部后半部分(7)间留有空间的连接结构后段(6)以及连通喉部前半部分(3)和喉部后半部分(7)的内连接管(5)，所述喉部前半部分(3)插入连接结构前段(4)内并固定，所述喉部后半部分(7)插入连接结构后段(6)内且插入深度可调，所述连接结构前段(4)和连接结构后段(6)连接处的上部和下部分别设置有上部引入管道(10)和下部引入管道(20)，所述连接结构前段(4)和连接结构后段(6)的内壁以及喉部前半部分(3)、喉部后半部分(7)和内连接管(5)的外壁围成环形空间(11)，所述内连接管(5)上沿主流流动方向开有三排锥形孔，分别为第一排锥形孔(14)、第二排锥形孔(15)和第三锥形孔(16)，所述内连接管(5)一端插入喉部前半部分(3)内，并且三排锥形孔中的孔不能被喉部前半部分(3)覆盖，所述内连接管(5)另一端插入喉部后半部分(7)内，通过喉部后半部分(7)插入连接结构后段(6)内的深度不同，即喉部后半部分(7)覆盖三排锥形孔数量的多少调节引入流体的流量。
2.根据权利要求1所述的一种文丘里混合器，其特征在于：所述第一排锥形孔(14)、第二排锥形孔(15)和第三锥形孔(16)间互相成1200且每排有4个锥形孔，同一圆周方向的三个锥形孔形成对冲，计4组对冲。
3.根据权利要求1所述的一种文丘里混合器，其特征在于：所述内连接管(5)由依次连通的收缩段(17)、直管段(18)和扩散段(19)构成。
4.根据权利要求3所述的一种文丘里混合器，其特征在于：所述内连接管(5)根据需要设计成不同壁厚。
5.根据权利要求3所述的一种文丘里混合器，其特征在于：所述收缩段(17)和扩散段(19)的倒角相同或不同。
6.根据权利要求1所述的一种文丘里混合器，其特征在于：所述喉部前半部分(3)和连接结构前段(4)通过螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的一种文丘里混合器，其特征在于：所述连接结构前段(4)和连接结构后段(6)通过螺栓连接。
8.根据权利要求1所述的一种文丘里混合器，其特征在于：所述前段和后段均为回转体。
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